Question

纳米ZnO在催化、医药及橡胶等新材料方面有广阔的应用前景，下面是制备纳米ZnO的相关工艺流程，试回答有关问题：

已知：K_sp[Zn(OH)₂]=4.5×10^-17，且Zn(OH)₂具有两性。

（1） 试剂A是_____，试剂B是______，步骤I生成BaSO₄的离子方程式是           。

（2）步骤II中，pH应调节至            （填序号）。

a．3~5        b．5       c．8~9        d．12~14

（3）步骤II中“回流”时必须用到下列仪器中的        （填序号）。

a．分液漏斗   b．温度计  c．空气冷凝管  d．球形冷凝管

（4）已知，在实验室中用200 mL 0.25 mol/L ZnSO₄溶液与50 mL 8mol/L的试剂A反应，则加入固体试剂B的质量为       （计算结果保留小数点后一位）。

（5）步骤II在加热回流的同时，要蒸出      （填物质名称），该物质可循环使用。

（6）纳米ZnO也可以用以下流程制备（其中反应②生成了两种碳的化合物）。

书写相关的化学方程式①       ，②       。

Answer

（1）氨水，Ba(OH)2 ，Ba2++SO42-=BaSO4↓；

（2）c ，

（3）d ；

（4）8.6g ；

（5）氨气；

（6）H2C2O4+ZnCl2+2H2O=ZnC2O4·2H2O+2HCl ，ZnC2O4·2H2O=ZnO+CO↑+CO2↑+2H2O 。

【解析】

试题分析：（1）根据流程图，加试剂A后的产物，试剂A应是NH3或氨水，加入试剂B后，得到BaSO4，说明所加试剂B含Ba2＋，不引入新的杂质，因此试剂B为Ba(OH)2，反应离子方程式为Ba2＋＋SO42－=BaSO4↓；

（2）离子浓度小于等于1×10－5，说明沉淀完全，c2(OH－)=Ksp/c(Zn2＋)=4.5×10－12，利用水的离子积，以及pH的计算公式，大概在8左右，故选项c正确；

（3）“回流”用冷凝管较好，球形冷凝管冷凝效果好，故选项d正确；

（4）根据SO42－守恒，n[Ba(OH)2]=n(ZnSO4)=200×10－3×0.25mol=0.05mol，m[Ba(OH)2]=0.05×171g=8.55g；（5）根据流程图以及元素守恒，加热蒸馏蒸出的氨气；

（6）①根据具流程制备，其反应方程式为ZnCl2＋H2C2O4＋2H2O=ZnC2O4·H2O＋2HCl；②生成两种碳的化合物，应是CO、CO2，因此反应方程式为：ZnC2O4·2H2O=ZnO+CO↑+CO2↑+2H2O 。

考点：考查工艺流程问题、溶度积、化学计算、化学反应方程式的书写等知识。